Perché i fori passanti sono PLACCATI nei PCB?

Per quanto ho capito, i fori passanti nei PCB sono spesso placcati, da cui il termine PTH. Lasciando che il rosso denoti il ​​rame, la prima figura mostra un foro passante che è placcato e la seconda figura mostra uno che non lo è. La spessa linea nera è il perno di un componente, mentre l'argento indica la saldatura applicata. Non riesco a capire perché sia ​​necessario il rivestimento in rame (altrimenti noto come la canna) - qualcuno può spiegare perché?

Con placcatura passante:

Senza tramite placcatura (perché non è questa la norma?) :

Affinché il tuo schema colleghi il livello superiore e quello inferiore, DUE condizioni devono ENTRAMBI essere soddisfatte:

1. Il pad sul TOP deve essere accessibile e deve essere saldato (separatamente).
2. Il pad sul fondo deve essere accessibile e deve essere saldato (separatamente).

In molti casi il pad superiore di un componente a foro passante NON è accessibile perché il corpo del componente lo copre. Quindi non è pratico.

Nella maggior parte dei casi NON è presente alcun componente in cui è necessario passare da un lato all'altro. L'inserimento di fili corti e la saldatura di ENTRAMBI I LATI non è semplicemente pratico nemmeno per l'assemblaggio manuale per non parlare dell'assemblaggio automatizzato poiché virtuale provengono tutti gli attrezzi moderni.

Raddoppia lo sforzo di richiedere la saldatura su ENTRAMBI i lati anche di un cavo componente thru = hole. Ciò richiede il doppio del tempo di assemblaggio e aumenta notevolmente le possibilità di errore di assemblaggio. Semplicemente non è ragionevole a nessun livello.

La tua prima immagine non è completamente precisa. La saldatura dovrebbe anche aderire alla placcatura nel foro e non solo collegarsi agli strati superiore e inferiore di metallo. Vale a dire, la placcatura offre una migliore stabilità meccanica e una maggiore resistenza articolare grazie alla superficie molto più ampia disponibile per la saldatura.

Se si dispone di fori passanti, i binari su entrambi i lati della scheda (e tutti gli strati interni) sono collegati senza ulteriori azioni.

I fori esclusivamente per questo scopo sono chiamati "vie" e possono essere più piccoli dei fori normali per i cavi dei componenti.

Ciò rende la fabbricazione di qualsiasi scheda troppo complessa per essere unilaterale, più semplice e di solito molto più economica di quanto altrimenti possibile, poiché non è necessario alcuno sforzo aggiuntivo come l'inserimento di ponticelli o la saldatura su entrambi i lati.

Inoltre, rende molto più semplice la progettazione e il layout delle schede a doppia faccia poiché non è più necessario sollecitare per ridurre al minimo il numero di tracce sull'altro "strato" o minimizzare il numero di ponticelli o garantire che gli incroci tra i livelli non siano al di sotto dei componenti .

E ciò ti consente di aumentare la densità della scheda e utilizzare schede più piccole, custodie più economiche, ecc ...

Inoltre, consente al produttore di PCB di eseguire "test a bordo nudo" su ciascuna di queste interconnessioni prima di aggiungere qualsiasi componente, eliminando così molti difetti. (Alcuni produttori di PCB eseguono test a bordo nudo gratuitamente).

I fori placcati ti danno tutto questo prima ancora di considerare come saldare effettivamente un componente al PCB, anche se offre vantaggi anche lì ...

La maggior parte dei circuiti stampati sono saldati da macchine. Onda di saldatura nel caso di schede a foro passante. L'onda di saldatura è un'increspatura nella superficie della saldatura fusa che la scheda viene trascinata attraverso un trasportatore. Passa su tutti i pad e sui cavi tagliati sul fondo della tavola. Non salda la parte superiore della scheda. I cavi di saldatura in cima non solo richiederebbero che fossero accessibili, ma richiederebbero manodopera per saldarli. Ciò non sarebbe conveniente in caso di quantità di produzione: qualsiasi piccolo risparmio nei pannelli sarebbe ridotto dal lavoro manuale richiesto, per non parlare del costo di un vincolo di progettazione che richiede che tutti i cavi siano accessibili in alto ( pensate a connettori, condensatori elettrolitici, prese IC ecc.) - ciò significa schede più grandi, alloggiamenti più grandi, più imballaggi, più costi di spedizione, più spazio sugli scaffali ecc.

Pertanto, lo standard per le schede a 2 strati è costituito da fori passanti e, ad un piccolo costo aggiuntivo, è possibile disporre di fori non placcati come menzionato. È un'operazione aggiuntiva, quindi costa di più: i fori devono essere eseguiti dopo l'operazione di placcatura. Probabilmente la maggior parte delle schede ha anche dei fori non placcati, che tendono ad essere migliori per cose come i piedini stampati perché le dimensioni sono più controllate.

Non c'è nulla che ti impedisca di ordinare schede con fori non placcati ovunque se ti piace la saldatura extra (anche se possono pensare che tu abbia fatto un errore e 'correggerlo' per te se ci sono cuscinetti collegati su entrambi i lati di un buco) ma hai vinto ' risparmiare denaro.

La maggior parte dei componenti elettronici di mpdern ha una certa misura dei componenti SMD (montati in superficie), i cavi delle parti SMD sono piatti e non passano attraverso la scheda. I fori passanti placcati sono un modo pratico di collegare dall'alto verso il basso. In questo modo, gli strati superiore e inferiore vengono collegati dalla fabbrica, quindi non è necessario collegarli da soli. Fanno anche un buon percorso a bassa resistenza termica quando si desidera utilizzare la scheda come dissipatore di calore (il vecchio FR4 semplice fa un terribile dissipatore di calore). Il punto in cui i PTH sono davvero utili è quando hai più di due livelli e devi collegarli o quando hai parti con pad molto piccoli che devono essere collegati a un altro livello, pad troppo piccoli o troppo numerosi per collegarli manualmente (OSH park ti renderà felicemente un PCB a 4 strati con fori da 0,25 mm con cuscinetti da 0,45 mm, e questo è a prezzi da hobbista, I dispositivi IT all'avanguardia possono avere 10-20 strati e fori di larghezza inferiore a 0,1 mm che attraversano solo parzialmente un PCB). Nondevono usare i PTH ma la tecnologia è in una fase in cui aggiunge solo una percentuale al costo complessivo di una tavola prodotta professionalmente.

Ho realizzato, al solo scopo di risparmiare denaro, una scheda a due facciate senza PTH (come seconda cifra della tua domanda). La scheda era molto semplice, ma i test erano dolorosi! - Testare la connettività di rete sulla scheda era impossibile senza saldare prima tutti i componenti - Una cattiva saldatura dei componenti (il montaggio era manuale) significava perdita di connettività elettrica, quindi devo ricontrollare tutte le giunzioni più volte

Dopo quell'esperienza con un PCB a due strati ma senza vias, ho optato per pagare un po 'di più ma con tempi di test più rapidi.

Quindi, il punto è: puoi andare senza VIAS, ma se stai parlando di un progetto reale e pratico, ti dispiacerà non averli.

Richard ha risposto bene alla domanda, ma PERCHÉ un foro passante deve solo essere saldato da un lato non è stato spiegato correttamente in questa discussione. La tensione superficiale della saldatura la trascina lungo la canna e il componente conduce attraverso il foro, fornendo una connessione sia elettricamente che meccanicamente solida. Se il foro non è placcato, il materiale del circuito stampato è abbastanza resistivo da saldare da non penetrare e raggiungere l'altro lato, quindi è necessario applicare direttamente la saldatura su entrambi i lati.

Problemi di instabilità strutturale possono sorgere nella probabilità molto probabile che l'aria sia intrappolata tra i due strati di saldatura su una scheda non placcata.